Question

（1）在催化剂作用下，CO₂和H₂可以制取甲醇．用工业废气中的CO₂可制取甲醇，其反应为：CO₂+3H₂CH₃OH+H₂O 常温常压下已知下列反应的能量变化如图示：

写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：                                      ．

（2）硼氢化钠（NaBH₄）是有机合成中的重要还原剂．最新研究发现，以NaBH₄（硼元素的化合价在该过程中不发生变化）和H₂O₂为原料，NaOH溶液作电解质溶液，可以设计成全液流电池，其工作原理如图所示，假设电池工作前左右两槽溶液的体积各为1L，回答下列问题：

电极b为      （填“正极”或“负极”），

电极a上发生反应的电极反应式为            ．

（3）电池工作时，Na⁺向   极（填“a”或“b”）移动，

当左槽产生0.0125mol BO₂^﹣离子时，右槽溶液c(OH^-)          

Answer

（1）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H20（l）△H=﹣50kJ/mol

（2）正极 BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣=BO2﹣+6H2O

（3）b 0.1mol/L

【解析】

试题分析：（1）图象分析书写热化学方程式为：①CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41KJ/mol，②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-91KJ/mol；依据盖斯定律②-①得到：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol。

故答案为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol；

（2）根据图示内容，正极H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH-，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，负极发生氧化反应，电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O。

故答案为：正；BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O；

（3）原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na+从a极区移向b极区，根据电极反应：BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O，当左槽产生0.0125mol BO2-离子时，转移电子是0.1mol，此时根据正极上电极反应H2O2+2e-=2OH-，则生成氢氧根离子的物质的量是0.1mol，则氢氧根离子浓度是0.1mol/L。

故答案为：b；0.1mol/L。

【考点定位】化学电源新型电池；热化学方程式；电解原理。

【名师点睛】化学试题的呈现方式形式多样，可采用文字、数据、图表、示意图等多种方式的融合，增加试题信息的广度，考查学生从不同呈现方式中提取有用信息、加工信息，并利用信息进行思考或推理的能力。这些信息蕴含着解决试题的重要思路、数据和方法，如物质性质、物质形态、反应条件、反应产物、结构特征以及变化趋势等。这就要求考生通过“现场独立自学”的方式，从中概括抽象出新的知识或发现数据之间的关系，同时与学过的知识相组合，形成较全面的网络化的知识体系，将这些知识体系进一步应用到新的知识情境中，从而解决问题。这种试题对具有自主学习和独立思考能力的培养和考查，将发挥非常重要的作用。（1）